Publicación: Evolution and Latest Trends in Cooling and Lubrication Techniques for Sustainable Machining: A Systematic Review
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Fecha
2025-02-05
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Resumen
This document presents a review on cooling and lubrication methods in machining. A systematic search of information related to these methods was carried out based on the PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) methodology. The importance of the sustainability of machining processes is highlighted, as they represent between 10 and 17% of the total manufacturing cost of the final part and have negative environmental and health impacts. Although dry machining completely eliminates the use of cutting fluids, in many cases it produces unsatisfactory results due to the increase in temperature inside the tool, which requires prior analysis to ensure its viability compared to conventional techniques. On the other hand, semi-dry machining, which significantly reduces the volume of cutting fluids, is a more competitive alternative, with results similar to those of conventional machining. Other sustainable cooling and lubrication methods are also being investigated, such as cryogenic and high-pressure cooling, which offer better machining results than conventional processes. However, they have a high initial cost and further research is needed to integrate them into industry. While the combination of these cooling and lubrication methods could lead to improved results, there is a notable lack of comprehensive studies on the subject.
En este documento se presenta una revisión sobre los métodos de refrigeración y lubricación en el mecanizado. Se realizó una búsqueda sistemática de información relacionada con estos métodos con base en la metodología PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses). Se destaca la importancia de la sostenibilidad de los procesos de mecanizado, ya que representan entre el 10 y el 17% del coste total de fabricación de la pieza final y tienen impactos negativos sobre el medio ambiente y la salud. Si bien el mecanizado en seco elimina por completo el uso de fluidos de corte, en muchos casos produce resultados insatisfactorios debido al aumento de temperatura en el interior de la herramienta, lo que requiere un análisis previo para asegurar su viabilidad frente a las técnicas convencionales. Por otro lado, el mecanizado semiseco, que reduce significativamente el volumen de fluidos de corte, es una alternativa más competitiva, con resultados similares a los del mecanizado convencional. También se están investigando otros métodos de refrigeración y lubricación sostenibles, como el enfriamiento criogénico y de alta presión, que ofrecen mejores resultados de mecanizado que los procesos convencionales. Sin embargo, tienen un coste inicial elevado y se necesitan más investigaciones para integrarlos a la industria. Si bien la combinación de estos métodos de enfriamiento y lubricación podría conducir a mejores resultados, existe una notable falta de estudios exhaustivos sobre el tema.
En este documento se presenta una revisión sobre los métodos de refrigeración y lubricación en el mecanizado. Se realizó una búsqueda sistemática de información relacionada con estos métodos con base en la metodología PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses). Se destaca la importancia de la sostenibilidad de los procesos de mecanizado, ya que representan entre el 10 y el 17% del coste total de fabricación de la pieza final y tienen impactos negativos sobre el medio ambiente y la salud. Si bien el mecanizado en seco elimina por completo el uso de fluidos de corte, en muchos casos produce resultados insatisfactorios debido al aumento de temperatura en el interior de la herramienta, lo que requiere un análisis previo para asegurar su viabilidad frente a las técnicas convencionales. Por otro lado, el mecanizado semiseco, que reduce significativamente el volumen de fluidos de corte, es una alternativa más competitiva, con resultados similares a los del mecanizado convencional. También se están investigando otros métodos de refrigeración y lubricación sostenibles, como el enfriamiento criogénico y de alta presión, que ofrecen mejores resultados de mecanizado que los procesos convencionales. Sin embargo, tienen un coste inicial elevado y se necesitan más investigaciones para integrarlos a la industria. Si bien la combinación de estos métodos de enfriamiento y lubricación podría conducir a mejores resultados, existe una notable falta de estudios exhaustivos sobre el tema.
Descripción
The registered version of this article, first published in “Procesos , 13 (2), 422", is available online at the publisher's website: MDPI, https://doi.org/10.3390/pr13020422
Categorías UNESCO
Palabras clave
dry machining, minimum quantity lubrication (MQL), cryogenic minimum quantity lubrication (CMQL), sustainable machining; systematic review, mecanizado en seco, lubricación por cantidad mínima (MQL), lubricación por cantidad mínima criogénica (CMQL), mecanizado sostenible, revisión sistemática
Citación
Polo, S., Rubio, EM, Marín, MM, y Sáenz de Pipaón, JM (2025). Evolución y últimas tendencias en técnicas de refrigeración y lubricación para mecanizado sostenible: una revisión sistemática. Procesos , 13 (2), 422. https://doi.org/10.3390/pr13020422
Centro
Facultades y escuelas::E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Ingeniería de Construcción y Fabricación